Расчетный коэффициент неравномерности нагрузки горячего водоснабжения жилого здания или группы жилых зданий

Расчет тепловых нагрузок

Тепловая нагрузка, вырабатываемая проектируемой котельной должна обеспечивать отопительные и вентиляционные нужды поселка и нужды горячего водоснабжения. Основным потребителем тепла являются многоквартирные дома.

Расчетный часовой расход на отопление:

,                                  (1.1)

где   q_о – отопительная характеристика зданий,;

V – объем зданий, м³;

t_но=-24°С – температура наружного воздуха для расчета отопления;

t_вн=18 °С – температура воздуха внутри помещений.

Расчетный часовой расход на вентиляцию:

,                                     (1.2)

где   q_о – отопительная характеристика зданий,;

t_нв=-11°С –температура наружного воздуха для расчета вентиляции;

Расход тепла на ГВС:

,                                 (1.3)

где    G_гв – расход воды на горячее водоснабжение, кг;

c – теплоемкость воды, ккал/кг;

t_г – температура горячей воды, подаваемой в систему ГВС, °С;

t_х – температура холодной водопроводной воды, °С;

h_сп – КПД сетевых подогревателей.

Расход воды на ГВС определяется исходя из нормы расхода воды на одного человека:

,                                           (1.4)

где  m – число жителей, чел;

а – норма расхода горячей воды на одного человека, кг/чел×сут.

Пользуясь выше приведенной формулой для Q_гв мы найдем среднесуточный расход тепла на ГВС. В то время, как для подбора оборудования нам необходим часовой расход. Вводится понятие суточной неравномерности потребления горячей воды c, которое связано с часовой и среднесуточной нагрузкой соотношением:

,                                          (1.5)

где   Q_гв.час – расчетная нагрузка ГВС, ккал/час;

Q_гв.сут – среднесуточная нагрузка, ккал/час;

Расчетный коэффициент неравномерности нагрузки горячего водоснабжения жилого здания или группы жилых зданий можно ориентировочно принимать

- при Q_гв.сут £ 1 МВт       ;                                                 (1.6)

- при Q_гв.сут ³ 1 МВт        c=2,0.

Перечень потребителей тепла в поселке Новая Гута представлен в таблице 1.1

Для определения расчетной нагрузки на ГВС определим среднесуточную нагрузку для жилых домов. Общее число жителей – 4500 человек. Суточная норма на 1 человека – 110 кг/сут. Температуры горячей и холодной воды равны соответственно 60 и 10°С. Тогда

Т.к. Q_гв.сут > 1 МВт, то можно принять коэффициент неравномерности c=2,0. Тогда расчетная нагрузка определится как

.

Таблица 1.1

Объект	Объем одного здания, м3	Количество зданий	Количество жильцов, чел
Жилые дома	12943	4	160
	3380	3	28
	5139	1	55
	6852	1	78
	6152	1	66
	4080	5	45
	2243	7	45
	3426	8	33
	4883	3	62
	2257	1	40
	2150	1	100
	2953	7	60
	45000	1	190
Магазин, кофе	9348	1	-
Баня	1728	1	-
Прачка	1200	1	-
Школа	9241	1	-

Для многоквартирных жилых домов на 160 человек найдем расчетную нагрузку на отопление, приняв отопительную характеристику q_o=0,761:

.

Расчетная нагрузка с учетом потерь на собственные нужды и в сетях:

,                                     (1.7)

где  k_сн – коэффициент расхода тепла на собственные нужды;

k_пот – коэффициент потерь тепла в тепловых сетях.

Тогда расчетная тепловая нагрузка на котельную будет:

Результаты представим в виде таблицы:

Таблица 1.2

Объект	Объем, м3	Количество	qo,  ккал/(м3×ч×К)	qo, ккал/(м3×ч×К)	Расчетные нагрузки, Гкал/час
					Qот	Qв	Qгв
Жилые дома	12943	4	0,432	-	0,94	-	2,04
	3380	3	0,402	-	0,17	-
	5139	1	0,320	-	0,07	-
	6852	1	0,271	-	0,08	-
	6152	1	0,279	-	0,07	-
	4080	5	0,379	-	0,33	-
	2243	7	0,446	-	0,29	-
	3426	8	0,417	-	0,48	-
	4883	3	0,332		0,20	-
	2257	1	0,475	-	0,05	-
	2150	1	0,432	-	0,04	-
	2953	7	0,427	-	0,37	-
	45000	1	0,532	-	1,01	-
Магазин, кафе	9348	1	0,442	-	0,22	-	0,09
Баня	1728	1	0,552	-	0,10	-	0,13
Прачка	1200	1	0,342	-	0,10	-	0,15
Школа	9241	1	0,360	0,540	0,24	0,24	0,03
Всего:					4,43	0,24	2,38

К установке принимаем три водогрейных котла КБН-Г-2,5. Котел работает в автоматическом режиме и обеспечивает плавную регулировку теплопроизводительности в диапазоне от 1,15 до 3,15 МВт.

Характеристики котла КБН-Г-2,5:

1.  Номинальная теплопроизводительность не менее 2,9 Мвт.

2.  Расход топлива при работе котла на газе с теплотой сгорания Q^р_н=35615кДж/м³ не более 316м³/ч.

3.  Коэффициент полезного действия не менее 93%.

4.  Рабочее давление воды не более 0,6Мпа.

5.  Максимальная температура воды на выходе из котла 95⁰.

6.  Температура обратной воды перед котлом не менее 50⁰.

7.  Расход воды не менее 100м³/ч (при ∆t=25⁰С).

8.  Допустимое давление  газа перед горелкой не менее 147 Па.

9.  Максимальное давление газа перед автоматикой 3000Па.

10.  Давление воздуха после вентилятора не менее 2000Па.

11.  Минимальная температура выходящих газов 160⁰С.

12.  Температура ограждающих поверхностей (кожуха) не более 45⁰С.

13.  Время срабатывания защитных устройств (отклонения котла при погасании пламени) не более 2 с.

14.  Время растопки котла не более 0,25ч (15 мин.).

15.  Напряжение питания промышленной электрической сети переменного тока 380 В, 220 В частотой 50Гц.

16.  Ресурс котла до капитального ремонта не менее 18000ч.

17.  Средний срок службы до списания 10 лет.

18.  Габаритные размеры не более:

Длина – 4000мм;

Ширина – 2000мм;

Высота – 3000мм.

19.  Масса не более 5400кг.

Расчет горения топлива

Целью данного расчета является определение расхода воздуха, количества и состава продуктов горения. В качестве топлива используется природный газ, имеющий следующий состав (по объему):

Таблица 2.1

Низшая теплота сгорания Q_н^р=8020 ккал/м³, плотность при нормальных условиях r₀=0,70 кг/м³.

Расчет проводится на основе уравнений химических реакций окисления (горения) компонентов топливной смеси:

                               (2.1)

Из этих уравнений видно, что для сжигания 1 моль метана CH₄  необходимо 2 моль кислорода O₂. При этом образуется 1 моль CO₂ и 2 моль H₂O.

Так же находятся соотношения для других компонентов, пользуясь соответствующими уравнениями.

Определив количество кислорода, можно найти теоретическое количество